卫星移动通信系统,按所用轨道分,可分为静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)和中轨道(Medium Earth Orbit,MEO)、低轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星移动通信系统。其最大特点是利用卫星通信的多址传输方式,为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动、灵活的移动通信服务,是陆地蜂窝移动通信系统的扩展和延伸,在偏远的地区、山区、海岛、受灾区、远洋船只及远航飞机等通信方面更具独特的优越性。卫星移动通信系统覆盖全球,能解决人口稀少、通信不发达地区的移动通信服务,是全球个人通信的重要组成部分。但是它的服务费用较高,目前还无法代替地面蜂窝移动通信系统。目前主要有以下卫星移动通信系统。
1.INMARSAT全球卫星移动通信系统
国际海事卫星组织(INMARSAT)的前身是美国的Marisat组织,美国于1976年首次用通信卫星提供海上搜索救援和日常通信业务,包括无线电话和电报服务。此后,卫星移动通信业务扩大到陆地移动用户。1979年7月16日国际海事卫星组织INMARSAT诞生了,成为世界上第一个卫星移动通信业务的经营者,并于1982年2月1日正式挂牌运营。
现在的INMARSAT是一个多国组织,成员国均在该组织内有一个具体公司或组织作为代表。INMARSAT已先后开发了三代产品。INMARSAT-1,由9颗卫星组成,其中租用美国通用通信卫星公司的3颗海事卫星(Marisat)、租用欧洲空间组织的2颗Marescs卫星,还有4颗MINTELSAT-V号F5~F9卫星上的海事通信包。这些卫星分别布置在大西洋、太平洋和印度洋上空的静止同步轨道上,形成相应的3颗卫星覆盖区,为海上船只提供全球卫星通信服务。随着通信业务量的增加,从1988年开始着手发展INMARSAT-2,于1992年投入运行,共有4颗同步轨道卫星,业务范围扩大到航空移动通信。1991年与美国GE航空公司签订合同制造5颗卫星,即三代星INMARSAT-3。1996年4月~1998年2月已完成换代卫星的发射与部署。三代星与二代星相比,容量大了8倍,每颗星上有一个全球波束和5个点波束,还增加了定位导航功能。三代星部署完毕并投入使用之后,二代星则作为备份星,且一代星也还能工作,为系统的可靠性提供了保证。而卫星功率的加大和点波束的应用,又为减小机载卫通设备质量与体积、降低造价提供了有利条件。
2.高轨道卫星移动通信系统
20世纪90年代,卫星移动通信进入了一个大发展时期,继INMARSAT使用同步卫星(即高轨道卫星)之后,加拿大与美国的两家公司联合推出了北美移动业务卫星系统(MSAT),建立区域性卫星移动通信系统。此外,澳大利亚、日本、墨西哥、俄罗斯等国,都在竭尽全力发展自己的卫星移动通信系统,亚洲与欧洲的其他一些国家也在积极筹划发展区域性的卫星移动通信系统。
3.中低轨道卫星移动通信系统
利用中低轨道卫星进行移动通信,实现全球个人通信,是卫星通信领域里的一个热门话题。用手持机进行全球通信具有划时代的意义,它对卫星移动通信提出了更高的要求,因为用户机的质量不过几百克,只能使用轻型的低增益无方向性天线。利用中低轨道卫星进行移动通信的有摩托罗拉公司的“铱”系统、美国星系统全球定位公司的星系统、俄罗斯信息宇宙股份公司的马拉松卫星、欧洲空间研究和技术中心的Magss卫星以及国际移动卫星组织倡导的ICO(中高度圆形轨道)卫星移动通信系统等。(www.xing528.com)
4.卫星导航通信系统
全球有四大卫星导航系统,分别为美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的GALILEO系统、我国的北斗(BDS)系统。
目前世界上使用得最多的全球卫星导航定位系统是美国的GPS。它是世界上第一个成熟、可供全民使用的全球卫星定位导航系统。该系统由28颗中高轨道卫星组成,其中4颗为备用星,均匀分布在距离地面约20000km的6个倾斜轨道上。
GLONASS是苏联国防部于20世纪80年代初开始建设的全球卫星导航系统,从某种意义上来说是冷战的产物。该系统耗资30多亿美元,于1995年投入使用,现在由俄罗斯联邦航天局管理。GLONASS是继GPS之后第二个军民两用的全球卫星导航系统。
GALILEO系统是欧洲太空局与欧盟在1999年合作启动的,该系统民用信号精度最高可达1m。GALILEO系统卫星星座是由分布在三个轨道上的30颗中等高度轨道卫星(MEO)构成的。每个轨道上有10颗卫星,其中9颗正常工作,1颗运行备用。GALILEO系统计划提供公开服务、生命安全服务、商业服务、公共特许服务和搜索救援服务等服务类型。
BDS系统的空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,提供开放服务和授权服务两种模式。2012年12月27日,北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布,北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务;2013年12月27日,北斗卫星导航系统正式提供区域服务一周年新闻发布会在国务院新闻办公室发布厅召开,正式发布了《北斗系统公开服务性能规范(1.0版)》和《北斗系统空间信号接口控制文件(2.0版)》两个系统文件。2020年左右,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统,北斗导航系统定位精度为10m,授时精度为50ns,测速精度为0.2m/s。
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